秸秆基质肥料消除设施土壤盐渍化危害的作用效果研究

承尧兴　承杰　曹雪林　邵建国

摘要 设施蔬菜大棚过量施肥引发的土壤盐渍化危害问题十分普遍，并会对蔬菜生产造成极大危害。设施土壤盐渍化往往是由于土壤中积累了大量的硝酸盐所致。本文拟通过向土壤中添加秸秆基质肥料，并对处理土壤进行芹菜种植试验，探讨秸秆基质肥料改善土壤理化性质、消除盐渍化危害的作用效果进行研究。结果表明，添加秸秆基质肥料可显著降低土壤中水溶性盐分含量。随着秸秆基质肥料用量的增加，土壤水稳性团聚体增加、容重降低孔隙度提高，土壤物理性状明显改善。土壤有机质、速效磷、速效钾含量也有所增加。土壤硝态氮含量显著下降，秸秆基质肥料用量在3kg/m2处理时最有利于芹菜生长，地上部产量最高，硝酸盐含量与对照相比明显下降。综合考虑芹菜产量和硝酸盐安全卫生品质，试验条件下，田间秸秆基质肥料推荐用量在3.0～4.5kg/m2之间。

关键词 秸秆基质肥料;土壤盐渍化;危害;控制效果

中图分类号 S156.4

文献标识码 A

文章编号 1007-5739（2019）08-0178-02

我国设施土壤的盐渍化问题非常普遍，并呈不断加剧的趋势，不但影响蔬菜产量的稳定性，而且导致蔬菜食用安全品质下降，影响蔬菜的经济效益[1-31。当设施土壤施肥量尤其是施氮量过大时，极易引起次生盐渍化的发生，导致土壤有效土层变浅、结构破坏、板结紧实、透性下降等物理性质恶化。过量肥料尤其是氮素肥料的施用，还会引起土壤酸化，硝酸根、钙离子、硫酸根等含量显著增加，不仅造成离子胁迫，还带来养分供应的极不平衡等土壤化学性质的破坏4-9。土壤盐渍化后也导致土壤生物多样性的快速下降，土传病虫害明显加重。受次生盐渍化影响，大部分蔬菜种子发芽受阻，种苗移栽后难以成活、植株矮小、发育迟缓，产量与品质严重下降1-2.1。消除土壤中过多的硝酸盐，往往采用水旱轮作、泡田水洗、反硝化脱氮等，不仅可能造成氮素资源损失，还在一定程度上导致水体及大气环境的污染7-81。利用有机物料为土壤微生物提供碳源等营养能源物质，加强对土壤中硝酸盐的生物固持与高效利用，才能满足农业可持续发展的需求19-151。本试验以江苏常州部分设施土壤作为研究对象，通过分析化验、室内模拟和田间小区试验，探讨向土壤中添加秸秆基质肥料对土壤理化性质、蔬菜生长的影响，明确秸秆基质肥料对设施土壤盐渍化危害的控制效果。

1材料與方法

1.1试验材料

试验于2017年8月至2018年11月在江苏省常州市天宁区某蔬菜生产基地进行。试验土壤取盐渍化危害明显的部分蔬菜大棚，采样深度为0～20cm，风干、磨碎，分别过20目和100目孔径筛备用。

秸秆基质肥料的配制：主要成分为秸秆粉1000份、快腐菌剂10份、微量元素肥料1份。秸秆采用本地收获的小麦秸秆，粉碎后过5mm筛，含有机碳458.5g/kg、全氮5.86g/kg、全磷0.92g/kg.全钾20.5g/kg;快腐菌剂采用南京宁粮生物工程有限公司生产的秸秆速腐剂;微量元素肥料主要是农用硫酸锌、硼酸和钼酸铵，三者比例为1.00：0.20：0.05。供试作物为南京地方品种“青芹”芹菜。

1.2试验设计

根据土壤盐分测定结果，选用已开始发生明显盐渍化的6号棚进行小区试验，小区面积为10m2。试验设5个处理，每个处理设3次重复。各处理小区秸秆基质肥料用量分别为0、15、30、45、60kg，分别以代号ToTIT2T3、T4表示。将秸秆基质肥料作为基肥一次性翻人土壤0～20cm土层，浇透水，1周后移栽芹菜。作物栽培管理技术措施同一般农户，60d后收割芹菜，计测小区产量，采集芹菜样品用于测定硝酸根含量，采集0～20cm土壤样品用于测定盐分含量，用环刀采集原状土壤，测定土壤容重。

1.3测定项目与方法

1.3.1土壤盐分含量及组成分析。测定土壤样品的水溶性盐离子组成，计算水溶性盐总量。土壤水溶性盐含量采用水土比5：1浸提获得待测液，采用火焰分光光度法对K*、Nat含量进行测定，火焰原子吸收法测定Ca2+、Mg2+含量，中和滴定法测定HCO3含量，硝酸银滴定法测定Cl含量，硫酸钡比浊法测定SO2-含量，紫外分光光度法测定NO;含量。

1.3.2芹菜产量与硝酸盐含量分析。收割小区全部芹菜，计测芹菜鲜质量（包括茎和叶片），测定茎叶中硝酸根含量。1.4数据分析与统计方法

采用Excel2003软件对数据进行处理和绘图，并采用SPSS统计软件对数据进行统计分析。

2结果与分析

2.1土壤盐分状况分析

从表1可以看出，所有大棚土壤均发生了次生盐渍化过程。除了7号棚土壤轻度盐渍化外，其余6个大棚土壤均发生了中度以上次生盐渍化过程，并对作物生长发生一定程度的危害作用。从盐分离子的组成看，阴离子中以硝酸根、硫酸根为主，平均分别占盐分离子总量的42.7%和18.7%;阳离子以钙离子为主，平均占盐分离子总量的15.5%。不难看出，设施土壤次生盐渍化的根源是铵态氮肥的过量施用，过量的铵态氮在士壤中被硝化作用转化为大量的硝态氮，同时导致土壤酸化，酸化条件促进了土壤难溶性钙盐逐渐溶解释放进人土壤溶液，如果采用石灰中和土壤酸性，不仅效果十分有限，同时也会增加土壤中的水溶性钙离子。

2.2不同处理对芹菜产量与品质的影响

从表2可以看出，使用不同用量的秸秆基质肥料对芹菜均有显著的增产效果，增产率为80.61%～115.81%。此外，使用秸秆基质肥料对芹菜体内硝酸盐含量也存在明显的控制作用，不同处理下降比例为32.96%～88.28%。

2.3不同处理对土壤部分理化性质的影响

2.3.1不同处理对土壤容重的影响。施用秸秆基质肥料对芹菜生长后的土壤容重具有重要的影响作用。从表3可以看出，随着秸秆基质肥料施用量的增加，土壤容重不断下降，容重下降的比例为9.05%～20.70%。可见，秸秆基质肥料在改善设施土壤物理性状方面具有良好的作用效果。

2.3.2不同处理对土壤水溶性盐含量的影响。施用秸秆基质肥料对芹菜生长后的土壤水溶性含量具有明显的作用。从表4可以看出，不同用量的秸秆基质肥料的施用，使土壤水溶性含量下降8.19%～25.57%，以处理T2作用效果最大。随着秸秆基质肥料用量的增加，土壤水溶性盐总量有抬升的趋势，与前人盆栽的试验结果有所不同。也就是说，秸秆基质肥料的合理施用，才能发挥其最大的降盐增产效果。

3结论与讨论

3.1讨论

芹菜等蔬菜作物生长对养分含量具有较高的要求，可以耐受一定程度的盐分胁迫。向微生物提供大量碳源，可加快微生物繁殖与生长代谢，从而借助于微生物对土壤中大量存在的硝酸盐进行生物固持，并有效遏制土壤酸化，但当土壤中离子强度过高时，可能会抑制多数微生物的生长代谢，不利于生物固持作用的发挥。因此，利用秸秆基质肥料产品应在土壤发生次生盐渍化的初期就要开始，才能收到良好的效果。在实际推荐使用秸秆基质肥料时，应根据设施土壤硝酸盐实际含量水平进亍矫正。理论上说，1t秸秆基质肥料只能使0～20cm土层土壤硝酸根含量下降600mg/kg左右，这并不是说要将土壤硝酸盐浓度降得越低越好，而要根据栽培作物品种特性及目标产量、品质灵活掌握。

3.2结论

（1）秸秆基质肥料对设施士壤次生盐渍化危害有较好的控制作用，适量施用可以显著降低土壤硝酸盐等盐分离子含量，降低土壤容重。

（2）在设施次生盐渍化土壤上施用适量秸秆基质肥料，对芹菜作物具有增产和改善品质的作用。

（3）本试验条件下，秸秆基质肥料的推荐用量为3.0～4.5kg/m2。

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